高速CAN-bus检修

LOGO机电与汽车工程学院一辆丰田凯美瑞轿车出现换挡冲击、转速表不工作、仪表无挡位显示等故障现象，你能检修此故障吗？案例引入1、初步分析；2、经查该车采用了高速CAN-BUS作为动力总线；3、详细排查，进行电路维修。目录一、动力CAN总线构成及终端电阻检测二、动力CAN总线电平值及波形分析三、动力CAN总线故障案例发动机制动系统气囊转向角传感器电子转向助力Gateway总线控制单元动力桔/棕桔/黑CANLowCAN导线颜色CANHigh动力CAN总线主要特征－速率:500000bps(highspeedCANbus)-传输1比特持续时间:0.002msec-无信息传输模式的基本电压:对地2.5V-信息传输周期:在7-20毫秒之间(这取决于当前发动机的转速,因为相对于曲轴转角传输周期是固定的时间).-线色:CAN-H=桔/黑CAN-L=桔/棕线径:0.35mm2节点:CAN-HCAN-L无单线工作模式（发动机与ABS控制单元之间的两条总线不能断路，但其它控制单元总线断路后其余仍可工作。大灯控制单元ABS控制单元主动巡航控制单元发动机控制单元动力转向控制单元自动变速箱控制单元网关转向柱控制单元四驱控制单元气囊控制单元换挡杆位置传感器迈腾轿车动力CAN总线系统各控制单元在车上的位置CAN总线网络在汽车上的布置低速CAN高速CANABS/ESP稳定性控制变速箱控制发动机控制转向柱电气控制单元网关控制安全气囊控制中央线束连接（星形接法）左侧A柱白色插头T10W/2、3动力数据总线桔/黑J234G85J217J285J104J220CAN数据总线网络不准拆开中央集线器!•分离终端•多终端•单终端•非匹配终端数据传递终端是一个电阻器，可避免数据传输终了反射回来，产生反射波而使数据遭到破坏。数据传递终端水渠中无阻碍的流动如果水流可毫无阻碍地流动，则水渠中的水位是相同的。若将水引入一管道，则在管道的末端会因回流产生波浪，从而使此处的水位增高。60收发器-ICz.B.TJA10502,6k2,6k测量动力系统终端电阻拆开电瓶5分钟后如图示方法测量终端电阻：约60Ω。拆开带终端电阻的控制单元显示必须变化到:120Ω。舒适、信息总线系统不能测量!ECUABSTerminalResistors终端电阻终端电阻在发动机电脑内部终端电阻在ABS电脑内部①关闭点火开关。②等待大约5min，直到所有的电容器都充分放电。③连接测量仪器并测量总阻值。④将一个带有终端电阻控制单元的插头拔下。⑤检测总的阻值是否发生变化。⑥第一个控制单元（带有终端电阻）的插头连接好后，再将第二个控制单元的插头拔下来。⑦检测总的阻值是否发生变化。⑧分析测量结果。终端电阻的测量步骤终端电阻的测量步骤说明：①对总的阻值测试完毕后，还需要将一个带有终端电阻控制单元的插头拔下，分别对两个单个电阻进行测量。②若控制单元被拔取后测量的阻值发生了变化，则说明两个阻值都正常。①测量其驱动系统CAN总线的总阻值，测量值：58②将一个带终端电阻的控制单元的插头拔下，检测阻值大约为120③将上一控制单元的插头插下，拔下一个带终端电阻的控制单元的插头拔下，检测阻值大约为120分析：带有终端电阻的两个控制单元是连接相通的，测量的结果是每一个终端电阻大约为120，总的阻值为60，通过该测量可以得出判断，连接电阻是正常的。终端电阻的测量举例——奥迪车型PT-CAN总线上的测量电阻测量1.当一切正常时，哪些数值需调准电阻值在60欧2.在什么地方测量？CANH和CANL之间通信线路之间的电阻通信线路与电源间的电阻值目录一、动力CAN总线构成及终端电阻检测二、动力CAN总线电平值及波形分析三、动力CAN总线故障案例CAN总线系统采用双绞线进行数据传输。这两根导线中，一根称为CAN-High导线，另一根导线称为CAN-Low导线。在双绞线上，信号是按相反相位传输的，这样可有效抑制外部干扰。CAN总线的双绞线CAN总线的静止状态亦称隐性状态，静止状态下CAN-High导线和CAN-Low导线的对地电压称为静止电平（亦称隐性电平），简称静电平。控制单元是通过收发器联接到驱动CAN总线上的。在收发器内部的接收器一侧设有差动信号放大器。差动信号放大器用于处理来自CAN-High导线和CAN-Low导线的信号。驱动CAN数据总线的差动信号放大器PT-CAN总线上的测量电阻测量1.当一切正常时，哪些数值需调准电压值在约2.5V（劣势总线电平）2.在什么地方测量？在CANH和CANL相对地面利用示波器在PT-CAN总线上的测量电阻测量1.当总线处于劣势时，哪些数值需调准CANH和CANL之间的测量电压约为0V1.当总线处于优势时，哪些数值需调准CANH和CANL之间的测量电压约为2V总线系统故障类型汽车CAN总线与多路信息传输系统的故障有三类。一类是电源故障，由于电源系统电压低，引起控制器无法正常工作。二类是节点故障，多路信息传输系统的节点为网络连接的各个电控单元，因此节点故障即电控单元本身有故障。三类是链路故障，因多路信息传输系统的链路不畅通或物理性质被改变，导致数据无法正常通讯。CAN总线的故障分类1、电源故障汽车多路传输系统的核心部分是含有通讯IC芯片的电控单元，电控单元的正常工作电压一般在10.5~15V的范围内，如果汽车电源系统提供的工作电压低于该值，就会使一些对工作电压要求较高的电控单元出现短暂的停止工作，进而使整个汽车多路信息传输系统出现无法通讯故障。修复方法是给电瓶充电，使电瓶电压保持在10.5V以上。蓄电池–充电状态蓄电池电压10.5~15伏节点是汽车多路信息传输系统中连接的各个电控单元，它包括电控单元的软件故障和硬件故障两种。软件故障，即传输协议或软件程序有缺陷或冲突，进而使汽车多路信息传输系统通讯出现混乱或无法工作，这种故障一般成批出现，且无法维修。还有一类是新更换的节点（电控单元），没有激活或匹配软件，致使新更换的节点软件不能正常工作而出现节点故障。2、节点故障硬件故障，一般是由于电控单元内通讯芯片或集成电路损坏，使电控单元无法工作而造成汽车多路信息传输系统无法正常工作。这种故障一般单独出现，采用更换电控单元并重新自适应匹配的方式修复。2、节点故障链路是指各节点间的通讯连接线路。链路故障即数据通讯线路出现故障，如短路、断路以及线路因物理性质改变而引起的通讯信号衰减或失真，这些因素常常会引起多个电控单元无法正常工作或控制系统出现错误动作。判断是否为链路故障一般采用示波器或汽车专用的光纤诊断仪，观察当前数据通讯信号是否与标准数据通讯信号相符。维修方法一般是修复短路、断路的双绞线线路，或消除改变双绞线物理性质的根源等。3、链路故障故障类型：断路：总线上电压波形不正常。对正极短接：总线上无电压变化，总线电压=蓄电池。对地短接：总线上无电压变化，总线电压=0V。双线之间短路：两线电压波形相同，且均不正常。故障原因：导线中断。导线局部磨损。插头连接损坏/触头损坏/污垢、锈蚀。控制单元损坏。控制单元供电故障。导线烧毁。CAN总线系统波形分析驱动系总线上的曲线图2,5V静止电压=3,5VCAN-H信号=1,5VCAN-L信号位宽2.0us,传输速率500kBit/sCAN-HighCAN-Low零线坐标（黄色的零标记被绿色的零标记所遮盖）电压/单位的设定触发点的设定，它位于被测定信号的范围内。时间单位值，最小的时间单位值为0.02ms/单位。显示为一条信息CAN-High的显性电压电位大约为3.8V(逻辑值0).CAN-High的隐性电压电位大约为2,6V(逻辑值1).CAN-Low的隐性电压电位大约为2,4V(逻辑值1).CAN-Low的显性电压电位大约为1.2V(逻辑值0).电位UCAN-High–对地UCAN-Low–对地电压差显性3,8V(3,5V)1,2V(1,5V)2,6V(2,5V)隐性2,6V(2,5V)2,4V(2,5V)0,2V(0V)1.CAN-Low断路2.CAN-High断路3.CAN-Low对正极短路4.CAN-High对正极短路5.CAN-Low对地短路6.CAN-High对地短路7.CAN-High与CAN-Low短路8.CAN-H与CAN-L互换9.终端电阻故障当故障存储记录“Antrieb总线故障“时，用DSO进行检测是必要的，可以确定故障点的位置以及故障引发的原因例如：线路短路。38ISO1:CAN-L断路(1)ISO1:CAN-L断路(2)典型标记:CAN-L超过2.5V进入正极范围。VAS5051CAN-Low波形变化范围很大且杂乱无章（可能有其他控制单元的信号窜入）。发生CAN-Low导线断路故障时，驱动CAN总线无法正常工作。ISO1:CAN-L断路(3)典型标记:CAN-L超过2.5V进入正极范围。触发设定为通道B，3V。无触发时可偶而观察到此电平。Fluke123ISO1:CAN-L断路(4)用万用表查故障:用欧姆表/蜂鸣器沿网关方向检测CAN-L-线与下一个功能正常的控制单元的连接。具体措施:1.检查插头（触针是否弯曲，位置是否对，电缆是否接触良好）2.再用欧姆表沿网关方向检查CAN-L-线与下一个控制单元的连接。ISO2:CAN-高线上断路(1)ISO2:CAN-高线断路(2)典型标记:CAN-H低于2.5V与地接近。VAS5051CAN-High波形变化范围很大且杂乱无章（可能有其他控制单元的信号窜入）。发生CAN-High导线断路故障时，驱动CAN总线无法正常工作。ISO2:CAN-高线断路(3)用Fluke123可以显示CAN-H断路的故障，只要将触发设定为通道A，1.7V。CAN-H-信号的显性电平下降至低于2.5V，并可以此事件触发。ISO2:CAN-H断路(4)用万用表查故障:用欧姆表/蜂鸣器沿网关方向检测CAN-H-线与下一个功能正常的控制单元的连接。具体措施:1.检查插头（触针是否弯曲，位置是否对，电缆是否接触良好）2.再用欧姆表沿网关方向检查CAN-H-线与下一个控制单元的连接。ISO3:CAN-L与Ubat短接(1)与单个控制单元的通讯状态可以从125开始的测量数据块中访问。数值0=没有通讯！ISO3:CAN-L与Ubat短接(2)CAN-L上加有电池电压CAN-H上大约低1.5V。50ISO3:CAN-L与Ubat短接(3)超过测量范围垂直方向:2V/dISO3:CAN-L与UBAT连接(4)用万用表查故障:用欧姆表/蜂鸣器检测CAN-L-线与UBAT的连接。具体措施:•检查插头（触针是否弯曲，位置是否对，插头内是否短接）•用欧姆表/蜂鸣器检查CAN-L-线与UBAT的连接。ISO4:CAN-H与Ubat短接(1)ISO4:CAN-H与Ubat短接(2)CAN-H接有电池电压CAN-L约低1.5V。ISO4:CAN-H与Ubat短接(3)超过测量范围灵敏度:2V/dISO4:CAN-H与UBAT短接(4)用万用表查故障:用欧姆表/蜂鸣器检测CAN-H-线对UBAT连接。具体措施:1.检查插头（触针是否弯曲，位置是否对，插头内是否短接）•用欧姆表/蜂鸣器检测CAN-H-线对UBAT是否连接。ISO5:CAN-L对地短接(1)ISO5:CAN-L对地短接(2)文字“Datenbus-BUSAntriebdefekt”不一定存在!驱动系总线失灵!ISO5:CAN-L对地短接(3)其它可能:驱动系总线不显示故障，继续运行。注意这种情况是不稳定的!ISO5:CAN-L对地短接(4)用万用表查故障:总线上加有电池电压吗？如没有，则：用欧姆表/蜂鸣器检测CAN-L-线对地是否连接。具体措施:1.检查插头（触针是否弯曲，位置是否对，插头内是否短接）•用欧姆表/蜂鸣器检测CAN-L-线对地是否连接。ISO6:CAN-H对地短接(1)ISO6:CAN-H对地短接(2)其余为0-点!!ISO6:CAN-H对地短接(3)电流从CAN-H流经地线，因此两条线上电压几乎都